基于設(shè)計型學(xué)習的創(chuàng)客教育實踐研究

陳美平

一、引言

2017年9月，國務(wù)院《關(guān)于深化教育體制機制改革的意見》明確提出了強化“認知、合作、創(chuàng)新、職業(yè)”四大“關(guān)鍵能力”的培養(yǎng)目標。黨的十九大提出了“促進我國產(chǎn)業(yè)邁向全球價值鏈中高端”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，掌握高新科技，打造科技強國，培養(yǎng)國家創(chuàng)新型人才，才能夠真正實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興。

中國教育改革幾十年，取得巨大成就，傳統(tǒng)的“接受式學(xué)習”能解決有限時間、有限資源下的大群體知識普及，但不足以應(yīng)對“創(chuàng)新能力”的個性化需求，對于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是個短板。新時代呼喚創(chuàng)新人才。

隨著強國富國的新時代到來，以提升學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力為主要目的的創(chuàng)客教育越來越受到重視。在培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力、合作協(xié)作能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力方面，設(shè)計型學(xué)習有著獨特的魅力和價值。將兩者有機結(jié)合，設(shè)計型創(chuàng)客教育為廣大中小學(xué)校開展創(chuàng)客教育提供了一種可行的操作模式。實踐設(shè)計型學(xué)習的創(chuàng)客教育，方便把學(xué)科教育和創(chuàng)客教育融合，把核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力培養(yǎng)落到實處。去年，東莞市教育局舉辦了2018年東莞市中小學(xué)創(chuàng)客嘉年華活動，設(shè)置了“機關(guān)王”“創(chuàng)意物化”“紙上談兵”等科技實踐活動，通過現(xiàn)場完成設(shè)計和制作創(chuàng)意作品，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力和創(chuàng)新意識，檢驗學(xué)生的動手實踐能力。兩年來，我校在創(chuàng)客教育中推行設(shè)計型學(xué)習模式，在本次創(chuàng)客節(jié)中取得豐碩成果，這次創(chuàng)客節(jié)檢驗了我校推行設(shè)計型學(xué)習創(chuàng)客教育的實踐效果。

二、設(shè)計型學(xué)習的內(nèi)涵

1.設(shè)計型學(xué)習方式（Design-based Learning，DBL）是基于設(shè)計思維的學(xué)習方式

國際著名人工智能專家西蒙提出，設(shè)計是一種將現(xiàn)存情形改變成期望情形為目標而構(gòu)想行動方案的過程，設(shè)計過程本身就是一種創(chuàng)造性的問題解決活動，設(shè)計型學(xué)習以“設(shè)計”作為探究學(xué)習的中介，學(xué)習者基于復(fù)雜的真實性問題，通過“設(shè)計”過程創(chuàng)造學(xué)習制品以解決明確的學(xué)習需求。

“設(shè)計型學(xué)習”是歐美K-12教育中興起的一種學(xué)習模式。它能夠有效促進創(chuàng)造力的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的國家開始重視設(shè)計型學(xué)習的研究和實踐。

設(shè)計型學(xué)習，它不是線性地給學(xué)生呈現(xiàn)和傳遞知識，而是學(xué)生在設(shè)計學(xué)習過程中主動建構(gòu)知識和技能，又依據(jù)學(xué)習成果反過來檢驗設(shè)計是否合理有效，問題是否得以解決，整個學(xué)習過程是以設(shè)計為中心，循環(huán)迭代并且不斷深化的。

2.設(shè)計型學(xué)習與創(chuàng)客教育

設(shè)計型學(xué)習具有探究（研究）型學(xué)習、項目學(xué)習的優(yōu)點，更加突出了創(chuàng)客教育實踐的工程性和創(chuàng)新性，強化了創(chuàng)客教育的探究型和體驗性，能夠較好地把創(chuàng)客教育與學(xué)科教育進行融合。

設(shè)計型學(xué)習，教師給學(xué)生提出挑戰(zhàn)任務(wù)，學(xué)生發(fā)散思維，將工程制造知識進行整合，設(shè)計能反映主題的項目，再通過新學(xué)的知識，重新加以修改和設(shè)計。設(shè)計型學(xué)習比創(chuàng)客教育的體驗學(xué)習、探究學(xué)習更加有針對性和深入。通常以項目或問題為導(dǎo)向，通過協(xié)作完成探究與設(shè)計，實現(xiàn)跨學(xué)科知識融合，形成可視化的學(xué)習成果，實證結(jié)果表明，設(shè)計型學(xué)習有助于提升學(xué)生的問題解決能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。

三、設(shè)計型學(xué)習應(yīng)用于創(chuàng)客活動的實踐

1.設(shè)計型學(xué)習的應(yīng)用過程

教師使用設(shè)計型學(xué)習來挑戰(zhàn)學(xué)生，讓學(xué)生去設(shè)計能夠反映主題、概念和標準的有形物體。有了這些實物，學(xué)生在一個互動的環(huán)境中學(xué)習基礎(chǔ)學(xué)科知識，這樣能促進經(jīng)驗的回憶和再利用。他們學(xué)習分析邏輯聯(lián)系，探究因果，提出類比，并在更高水平上進行批判性思考。他們使用設(shè)計專業(yè)中簡化的技術(shù)，包括制訂學(xué)習計劃，進行實驗，發(fā)現(xiàn)、解釋、區(qū)別、修訂和證實自己的設(shè)計型學(xué)習基于這樣的理念：當學(xué)生被要求設(shè)計并制作出需要理解并應(yīng)用知識的作品時，他們會更深入地學(xué)習。 學(xué)生在完成具有真實性與挑戰(zhàn)性的設(shè)計活動中產(chǎn)生問題、實施調(diào)查、尋找答案、解決問題、迭代設(shè)計與完成挑戰(zhàn)。隨著成功地完成設(shè)計任務(wù)，他們不僅僅學(xué)習了知識和技能，也學(xué)會了科學(xué)地實踐和科學(xué)地推理，以及如何應(yīng)用所學(xué)的知識和技能來完善設(shè)計。同時，學(xué)生在相互合作中增強了合作意識和探究能力。基于興趣的學(xué)習，做真實世界的項目，使用跨學(xué)科知識進行造物，通過分享收獲成就感和反饋，學(xué)會團隊合作和創(chuàng)新思維，這些創(chuàng)客教育理念和設(shè)計型學(xué)習非常符合時代要求和中職學(xué)校實際。

2.設(shè)計型創(chuàng)客教育模式

創(chuàng)客教育與設(shè)計型學(xué)習在“設(shè)計”中融合多學(xué)科知識，通過協(xié)作、展示分享等環(huán)節(jié)實現(xiàn)創(chuàng)新作品創(chuàng)造，在挑戰(zhàn)中，在迭代（反復(fù)循環(huán)）中構(gòu)建知識和技能，收獲發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

在創(chuàng)客教育中引入設(shè)計型學(xué)習模式，通過真實的設(shè)計項目，有意識地學(xué)習學(xué)科知識和設(shè)計技能，創(chuàng)客教育通過融合設(shè)計型學(xué)習，可以大大提高開源軟硬件、傳感器、電子知識、機械知識的綜合，學(xué)生學(xué)以致用，將培養(yǎng)核心素養(yǎng)、核心能力落到實處。

3.設(shè)計型創(chuàng)客教育模式操作流程

基于設(shè)計型創(chuàng)客教育模式通常有兩個循環(huán)：調(diào)查/探究循環(huán)和設(shè)計/再設(shè)計的迭代循環(huán)，學(xué)生勝利完成挑戰(zhàn)任務(wù)，需要在不斷學(xué)習和再設(shè)計中完善。一般有明確設(shè)計任務(wù)、調(diào)查研究需求、建模設(shè)計、展示評估、修改再設(shè)計等環(huán)節(jié)。

4.面向中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的設(shè)計型學(xué)習模式

中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)開展創(chuàng)意電子創(chuàng)客活動中，有專業(yè)教育和創(chuàng)客教育融合的基礎(chǔ)，設(shè)計型學(xué)習模式非常貼合中職電子專業(yè)開展創(chuàng)意電子創(chuàng)客教育活動，通過創(chuàng)設(shè)真實的挑戰(zhàn)性項目任務(wù)，如幼兒接送車防遺漏和自救系統(tǒng)等真實任務(wù)項目，學(xué)生綜合運用和學(xué)習了人體檢測傳感器、遠程報警系統(tǒng)、電機驅(qū)動等知識，直面挑戰(zhàn)，實踐探索，綜合創(chuàng)造。

5.2018年東莞市創(chuàng)客嘉年華設(shè)計型學(xué)習“機關(guān)王”創(chuàng)客案例

項目任務(wù)：

設(shè)計制作一系列關(guān)卡（高中組不少于6關(guān)），通過連鎖反應(yīng)完成任務(wù)。不限器材，提倡環(huán)保、經(jīng)濟、自制，不建議使用現(xiàn)成的套件。

器材準備：木板、方條、PVC線槽、Arduino開源硬件（含各種傳感器）和軟件、熱熔膠、萬能膠等。

項目設(shè)計：主題為《人生》，第一關(guān) 挫折，第二關(guān) 迎難而上，第三關(guān) 打擊，第四關(guān) 陷阱，第五關(guān) 捷徑，第六關(guān) 人往高處走，第七關(guān) 成功曙光。

四、結(jié)語

當前，全球競爭白熱化，科技創(chuàng)新能力決定國家的實力，我國在積極倡導(dǎo)提升 21 世紀人才核心素養(yǎng)的背景下，開展創(chuàng)客教育，實踐設(shè)計型學(xué)習創(chuàng)客教育，能解決與動手實踐有效結(jié)合的問題，進行學(xué)科教育和創(chuàng)客教育的融合，側(cè)重考核學(xué)生在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題，運用所學(xué)知識分析和解決問題的能力;增強創(chuàng)新性、探究性和開放性實體的比例，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力，將核心素養(yǎng)培養(yǎng)落實到教學(xué)中，設(shè)計型學(xué)習的價值日益突出。

[基金項目：本文系廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題“中職電子專業(yè)創(chuàng)客教育實踐探索（2017YQJK161）”研究成果。]

責任編輯陳春陽